機械刀片的應用方案6要素

　　為從毛坯上切除切屑，刀片需承受巨大的負荷，被切除的切屑從刀片前刀面飛速地滑出，它在與刀片的相對運動中，產生劇烈的摩擦面形成高溫，故刀片材料不但要耐磨，而且要耐高溫，在高溫下保持硬度。

　　所以切削此類材料應選用含TiC+TaC比例較多的P類硬質合金。當今為提高切削效益;切削速度;進給速度愈來愈高，P類硬質合金刀片不能勝任。

　　在上世紀中葉，人們開發(fā)了在P類硬質刀片上再沉積一層高硬度的膜，稱之為涂層(coating)。涂層厚度僅約為刀片厚度的0.2%，就可以大大地提高刀片壽命，且能適應更高的切削速度。

　　這幾十年來涂層技術也在不斷地發(fā)展，如由單層發(fā)展到多層甚至納米多層;厚度也由幾μm增至十幾μm，甚至更多，涂層材料種類性能及沉積技術也越來越先進;作為基體材料的硬質合金也由單一各向同性發(fā)展到適應加工要求的具傾斜性能的結構等。

　　應用方案

　　1、高的硬度和耐磨性

　　硬度是機械刀片材料應具備的基本特性。機械刀片要從工件上切下切屑，其硬度必須比工件材料的硬度大。 切削金屬所用機械刀片的切削刃硬度，一般都在60HRC以上。耐磨性是材料抵抗磨損的能力。一般來說，機械刀片 材料的硬度越高，其耐磨性就越好。

　　組織中的硬質點(碳化物、氮化物等)的硬度越高，數(shù)量越多，顆粒越小，分布越均勻，則耐磨性越好。耐磨性還與材料的化學成分、強度、顯微組織及摩擦區(qū)的溫度有關。可用公式表示材 料的耐磨性WR: WR=KICO.5E-0.8H1.43式中:日一一材料硬度(GPa)e硬度愈高，耐磨性愈好。

　　2、足夠的強度和韌性

　　要使機械刀片在承受很大壓力，以及在切削過程經(jīng)常出現(xiàn)的沖擊和振動條件下工作，而不產生崩刃和折斷，機 械刀片材料就必須具有足夠的強度和韌性。

　　3、高的耐熱性(熱穩(wěn)定性)

　　耐熱性是衡量機械刀片材料切削性能的主要標志。它是指機械刀片材料在高溫條件下保持一定的硬度、耐磨性 、強度和韌性的性能。

　　機械刀片材料還應具有在高溫下抗氧化的能力以及良好的抗粘結和抗擴散的能力，即擔衛(wèi)藝材料應具有良好的 化學穩(wěn)定性。

　　4、良好的熱物理性能和耐熱沖擊性能

　　機械刀片材料的導熱性愈好，切削熱愈容易從切削區(qū)散走，有利于降低切削溫度。

　　機械刀片在斷續(xù)切削或使用切削液時，常常受到很大的熱沖擊(溫度變化劇烈)，因而機械刀片內部會產生裂紋 而導致斷裂。機械刀片材料抵抗熱沖擊的能力可用耐熱沖擊系數(shù)只表示，R的定義是為:R=入ab(1-u)/Ea

　　式中:入一一導熱系數(shù);

　　ab一一抗拉強度;

　　目一一寧白松比;

　　E一一彈性模量;

　　a一一熱膨脹系數(shù)。

　　導熱系數(shù)大，使熱量容易散走，降低機械刀片表面的溫度梯度;熱膨脹系數(shù)小，可減少熱變形;彈性模量小，可 以降低因熱變形而產生的交變應力的幅度;有利于材料耐熱沖擊性能的提高。耐熱沖擊性能好的機械刀片材料，在切削加工時可以使用切削液。

　　5、良好的工藝性能

　　為了便于機械刀片的制造，要求機械刀片材料具有良好的工藝性能，如鍛造性能、熱處理性能、高溫塑性變 形性能、磨削加工性能等。

　　6、經(jīng)濟性

　　經(jīng)濟性是機械刀片材料的重要指標之一，優(yōu)質機械刀片材料雖然單件機械刀片成本很高，但因其使用壽命長， 分攤到每個零件的成本則不一定很高。因此在選用機械刀片材料時要綜合考慮其經(jīng)濟效果